建 筑 技 术 第４３卷第９期２０１２年９月 ・８３８・ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏａｗ Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．９ Ｓｃｏｔ．２０ｌ２ 天津滨海双叶立转式开启桥施工关键技术 栾昌信 （中铁十四局集团第三工程有限公司，２７２１００，山东兖州） 摘要：天津滨海新区海河开启桥跨经７６ｍ，是世界上开启角度最大、桥面宽度最大的双叶立转式开启桥。 施工中克服了测量、焊接、混凝土要求高等困难，采用独特的施工技术和控制措施，满足了设计要求。 关键词：开启桥；钢箱梁；精密测量；安装精度控制 中图分类号：ＴＵ９９７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—４７２６（２０１２）０９—０８３８—０３ ＫＥＹ ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ｏＦ ＤｏＵＢＬＥ—ＬＥＡＦ ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＲｏＴＡＴＩｏＮ ＭｏＶＡＢＬＥ ＢＲＩＤＧＥ ＩＮ Ｂ姗ＡＩ ＮＥＷ ＡＲＥＡ ｏＦ ＴＩＡＮＪＩＮ ＬＵＡＮ Ｃｈａｎｇ－ｘｉｎ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １４ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，２７２１Ｏ０，ＹａｎｚｈＯＵ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｏｖａｂｌｅ ｂｒｉｄｇｅ ｏｖｅｒ Ｈａｉｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ Ｂｉｎｈａｉ Ｎｅｗ Ａｒｅａ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ ｃｒｏｓｓｅｓ ａ ｓｐａｎ ｏｆ ７６ｍ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａ ｄｏｕｂｌｅ—ｌｅａｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｍｏｖａｂｌｅ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｗｉｄｅｓｔ ｄｅｃｋ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ．Ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｕｎｉｑｕｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅ ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｗｅｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｏｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｗｅｌｌ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｖａｂｌｅ ｂｒｉｄｇｅ；ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｂｅａｍ；ａｃｃｕｒａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ 天津滨海新区海河开启桥是连接响螺湾商务区和 于家堡金融区的重要跨河通道，该桥跨径７６ ｒｎ，是亚洲 ２工程难点 跨径最大，也是世界上开启角度最大、桥面宽度最大的 （１）开启机械系统中４台轴承支座、８道销齿轨的 双叶立转式开启桥。与同类桥梁相比，也是用时最短、 安装精度直接影响桥梁的合龙、运行性能及系统装置 用电最少、维修费用最低、智能化程度最高的开启桥。 的使用寿命。因此设计要求轴承座和销齿轨的安装精 １工程概况 度误差仅为Ｉ ｍｍ。在空间受限的条件下，测量方法、微 调手段能否满足精度要求是本桥的最大难点。 开启桥主墩采用深长群桩基础、异型大体积薄壁 （２）钢箱梁总长９８．５ ｍ（２ｘ４９．２５ ｍ），宽２０ ｍ，重达 混凝土墩室；上部结构为变截面悬臂钢箱梁。全桥钢箱 １ ５３６ｔ，加工、吊运、焊接、线形及合龙控制十分困难。 梁重１ ５３６ｔ，灰口铸铁配重１ ４０８ｔ；桥面采用花纹钢板。 （３）主墩承台体积大、墩室结构复杂（图２），混凝 主桥开启时通过液压操控系统先后打开对中锁定 土防腐、防渗、抗冻、抗裂性能要求高。 装置、尾部锁定装置，由跨中向两侧立转开启。钢箱梁 尾部驱动马达带动齿轮以轴承为中心，沿销齿轨做圆 弧运动，最大转动角度８５。（图１）。 口 ～ ．， 一 ： 、、对中锁・ ：定装置 ｌ４．９７Ｈ ３８ｍ ｌ ． ３８ｍ ｊ１４－９７ｍ Ｊ 、８５。 ｝８５￣／ 他构 驱 Ｉ＼、轴承 Ｉ （ｂ） 重 图２主墩承台构造示意 （ａ）墩室结构三维立体图；（ｂ）墩室构件分解图 图１主桥开启方式示意 （４）轴套与钢箱梁焊接部位采用包括航天钢材 收稿日期：２０１２—０５—１４ 作者简介：栾昌信（１９６６一），男，山东兖卅ｆ人，教授级高级工程师，ｅ—ｍａｉｌ： ２０ＣｒＭｎＳｉ在内的４种不同材质、不同厚度钢板（最厚达 ｓｊｋ３２７７＠１６３．ｃｏｍ． ２００ｍｍ，最薄４０ｍｍ），操作空间小，封闭环缝焊接难度 ２０１２年９月 大。 栾昌信：天津滨海双叶立转式开启桥施工关键技术 ・８３９・ ｉｎ的混凝土构件上。为保证安装精度，在轴承座底座板 ３关键施工技术及过程控制措施 ３．１采用特殊的测量方法 上设２８根２．８ ｉｎ Ｍ８０特制长大螺栓，将底座板预埋在墩 室Ｂ构件混凝土中，通过底座板上的精细调节螺栓进 行三维精密调节。到位后浇筑免振捣自流平混凝土。 为解决测量区域狭小和不通视的问题，满足开启 每个１４．４５ ｉｎ宽的腔室内安设４道长２０．１４ ｎｌ、重 ２８．１６８ｔ、半径１２４１４ｍｍ的厂制圆弧形销齿轨。每道销 齿轨分２节安装，在导轨墙上预先安放５个专门设计、厂 制加工的安装调节装置进行精调。通过装置上的精细 机械系统安装的高精度要求，采取了独特的测量方法。 ３．１．１ 建立开启装置安装定位测量控制网 以开启桥主桥中轴线为基准线，建立开启装置安 装定位的精密测量控制网；确定销齿轨及轴承座的１ １ 调节螺栓，使销轴周向、轴向、径向达到设计位置，浇筑 条定位坐标线：两岸各建立高程测量基准。在主墩腔室 内搭设临时墩，以解决受空间结构无法通视的测 量难题。 ４ 一一 躅Ｌ ｉ ７ Ｔ 销齿轨测量墩 二＝￡ 一一 一 —＿ｌ Ｊ 口 ｒ嚣１ 日 图３精密测量控制ｌ稠 ３．１．２轴承座精密测量 通过调整基础锚板高程定位轴承座高程，调整基 础锚板平面位置实现相邻两基座中心点在轴承线上。周一螺Ⅺ 词 一橐；向一 钢 对同～侧２个轴承座同轴度测量，采用“定心器准直法” 进行调整，用百分表把两个定心器分别调整到与轴线 ／旬精确重合，在邻近轴承座的轴线标志墩上设准直望远 镜，另一个轴线标志墩上设球体靶标。反复调整，使同 轴度精度达到１ ｍｍ内。为满足两墩４个轴承座必须成 一矩形的布点要求，在一侧每个轴承座中心设全站仪， 在另～侧装调好的两个轴承座对中板上设球体目标， 用边角测量平差方法检测，两对角线相互偏差不大于４ ｍｍ０ ３．１．３销齿轨精密测量 在导轨墙销齿轨上设置工艺销轴，使用置于工艺 销轴内的小棱镜反射靶，实现了销齿轨精密测量控制 在±１ ＩＴｌｍ的要求。为解决测量区域狭小和不通视的问 题，将全站仪安装在足够倾斜的可移动三角钢板支架 基座上，全站仪可在０～９３。范围对销齿轨进行测调。 独特的测量方法、严密的测量计算及严格的测量 操作，保证了开启机械系统的测量精度。 ３．２多种手段并用。保证轴承座及销齿轨的安装精度 开启机械系统除了采用特别的精密测量技术外， 还需要采取特殊的安装调试方法。厂制轴承座重 ３８．１７６ｔ，安放在三面临空、平面尺寸３．５ ｍｘ４ｉｎ、高１Ｏ．１５ 自流平混凝土将销齿轨精确稳固在导轨墙上（图４）。 轴向 预埋 图４销齿轨安装调节装置示意 为保证自流平混凝土充盈密实高强，施工前做１：１ 模拟试验并破体检验，确认混凝土的各项性能指标满 足工艺及强度要求后实施。 ３．３陉一 完善的钢箱梁和锁定装置综合安装措施。保证钢 钢箱梁共２片。每片长４９．隆～箱梁架设顺利 ２５Ｉｎ，重７６８ｔ，在工厂内 分６个节段制造。０号、３号节段各分为５部分，其中０号箱 室部分最重达１８０ｔ（图５，６）。 ｌ ４９．２５ｍ ． 尾销簿 图５钢箱梁节段示意 ｕＶ’ｌ‘ｌｕ Ｖ ’Ｉ… ｕｌｖｕＶｕ‘ｌ。ｌ ｕｕｕｌ。ｌ Ｖｕ ．． 轴 取 一 承 ３５００ ５０００ ３５００ 图６钢箱梁０号块截面示意 综合考虑现场航运、吊装运送、开启桥安装控制等 条件，采用分段厂制、架桥机安装、液压轴线车与驳船 浮运供梁相结合、支架拼装与悬臂拼装相结合的钢箱 梁施工方案。 一钢臂 剽 ・８４０・ 建筑技术 第４３卷第９期 ３．３．１钢箱梁加工、焊接技术 承台和墩室混凝土中还掺入了粉煤灰等掺合料，并采 取了冷却水降低混凝土内部温度、塑料薄膜加泡沫塑 料板保持外部温度等措施，有效降低了内外温差对大 体积混凝土的影响。 （１）钢箱梁厂内加工，采用钢板预处理、高精度多 嘴数控切割机精确下料、高精度自动定位板单元组装、 反变形焊接、焊接自动化等技术。 （２）钢箱梁箱室及轴承套焊接采用远红￣＇ｔ，ＪＪｔＪ热器 均匀预热，轴套和０号块箱室部分焊成整体后高温回 火，消除了焊接应力。 ３．３．２钢箱梁吊装技术 在承台中设置ＣＲＢ５５０级Ｄ６防裂钢筋网片、劲性骨 架。 墩室水平方向间隔设置Ｃ４０补偿收缩混凝土后浇 带，先浇段与后浇段之间设置ＧＢ（ＣＲ１—３８０＿￣＿Ｊ钢边橡胶 止水带、ＳＭ永久免拆金属模板网，部分构件中设置防 裂钢筋网片，上述措施有效防止了混凝土表面裂缝的 产生（图８）。 主墩腔室内搭设满堂支架，通过准直望远镜精确 定位０号块空间位置、特制液压千斤顶微量，保证 了钢箱梁两半轴同轴度。 ３．３．３ 开启桥线形及合龙精度控制 根据钢箱梁安装各工况，模拟计算各段钢箱梁安 装时的预拱度，现场跟踪测量控制各梁段的高程和水 平坐标，据此进行拼装和焊接。 根据现场实测环境温度，按设计参数确定的梁端 与跨中间隙确定钢箱梁最终尺寸，现场划线切割最后 一免拆金属模板网 个节段。经多次实测校核，梁缝符合要求。全桥对中 锁定装置２套、尾部锁定装置４套。现场验收预调试锁定 装置，检查钢箱梁安装部位的尺寸，试配安装。实现了 锁定装置精确定位安装。钢箱梁安装一次成功。经开启 图８抗渗防裂措施 检测，各项指标满足设计要求。 焊缝经外观检验、超声波探伤检验、磁粉探伤检 验、Ｘ射线探伤检验、焊缝化学成分检验、结构力学性 能检验等，焊缝接头各项指标均满足ＴＢ１０２１２—１９９８及 设计要求。 ３．４混凝土防腐、防裂、抗冻、抗渗措施 检测 指标 混凝土拆模验收合格后，表面喷涂聚脲涂料，增强 了防腐、抗渗和抗冻性能，表１为检测试验结果。 表１ 高性能混凝土检测试验结果 检测 环境 规范要求 试验结果 当地历史最低气温一１８．３℃；海河水强酸根离子最 大含量３１ ７４５ ｍｇ／Ｌ。具有强腐蚀性。 Ｐ８级 水压力 抗渗 ０．９ＭＰａ Ｆ３ｏｏ ３０Ｏ个 级 抗冻 冻融 循环 ６个试件中４个未 所有试件未出现 满足Ｐ８级 出现渗水现象 相对动弹模量 最／３￣７５％ 重量损失率 最大５％ 渗水现象 相对动弹模量 最小为８６％ 重量损失率 最大为２．４％ 抗渗要求 满足Ｆ３００ 级抗冻融 要求 异型大体积薄壁混凝土墩室是由１１种构件组成的 复杂大型封闭结构，其平面封闭周长１１６ｍ。外轮廓长 ５１ ｍ、宽１８．９５ＩＴＩ、高１５．５４ ｒｔｌ，构件最薄处仅５０ｃｍ，最厚 处达５５０ｃｍ。单个承台几何尺寸为５１ ｍｘｌ８．９５ ｍｘ４ｍ． 一次性浇筑方量达３ ０１６ ｍ （图７）。通过技术攻关，研制 了Ｆ３００级抗冻、Ｐ８级抗渗等高性能的混凝土。大体积 ４结语 开启桥成功实现了开启用时３１５ｓ，闭合２６５ｓ的功 能要求，系统运转平稳。施工监控、荷载试验及运营健 、 康监测表明，该桥的静动力特性、受力状态、主桥线形 ／ ， ，——等指标均满足设计要求。 参考文献 ［１］ＪＴＪ０４１—２０００，公路桥涵施工技术规范Ｉｓ］． ［２］ＪＴＪ０７１—１９９８，公路工程质量检验评定标准Ｉｓ］． ［３］ＧＢ５００１７—２００３。钢结构设计规范［Ｓ］． ‘ｒ，０・５ ｍ后浇段 浇段 １．８ｍ后浇段 图７混凝土浇筑顺序
